在癌癥的病情進展中，有一個未解之謎一直困擾著科學家們：我們中樞神經系統被一種叫做“血腦屏障”的結構所保護，可以避免血液循環中的有害物質對大腦和脊髓造成傷害。但在急性白血病中，癌細胞卻會突破這層看似不可逾越的屏障，入侵大腦。這究竟是怎么做到的呢？

日前，來自美國杜克癌癥研究所（Duke Cancer Institute）的科學家們在研究中，意外地發現了癌細胞入侵的機制——過去我們都猜測，這些狡猾的細胞會尋找到血腦屏障上的傷口，或是索性破壞血腦屏障，進入大腦。然而研究卻發現，這些細胞竟然利用了人體中的血管，大搖大擺地入侵中樞神經系統！這項研究發表在了最新一期的《自然》雜志上。

在這項研究中，研究人員們一開始也將注意力放在了癌細胞對血腦屏障的直接攻擊上。過去10多年來，我們花費了大量努力，尋找癌細胞穿透這層屏障的機制，卻都以失敗而告終。這會不會是因為我們的顯微觀察技術還不過關呢？

為了評估這個可能性，該研究中的科學家們嘗試了一種新的觀察技術。他們先用熒光標記了癌細胞，再將它們注射進小鼠的血管中。這樣一來，只要像拍電影一樣連續觀察，就可以知道這些癌細胞是從哪里入侵的大腦。

▲癌細胞并沒有通過預先設想的方式侵入血腦屏障（圖片來源：《自然》）

但這項研究卻意外地遭受了挫折。盡管我們能夠清楚地看到這些癌細胞在體內的分布，卻始終沒有發現癌細胞穿透血腦屏障的瞬間。

“這非常令人困惑，”該研究的通訊作者Dorothy Sipkins教授說道：“這個過程應該是能被追蹤的，但為何觀察癌細胞入侵血腦屏障的過程如此困難？”

正當研究陷入僵局的時候，一個意外發現卻給了這些研究人員們新的思路。同樣是在小鼠實驗中，他們發現一種潛在的抗癌分子，能有效地避免癌細胞入侵大腦。后續研究也確認，在藥物的作用下，白血病癌細胞也都老老實實地待在動物的骨髓中。有趣的是，這款抗癌分子本身并不能穿透血腦屏障進入大腦或脊髓。也就是說，它并不是殺死了中樞神經系統里的癌細胞，而是從源頭就阻止了癌細胞的進軍。

那么從骨髓到中樞神經系統之間，究竟是什么機制讓癌細胞得以轉移？“當我們解剖開環繞脊髓的脊柱后，就看到了一個奇怪的現象：白血病細胞看起來就好像在通過什么通道，直接進入脊髓。“Sipkins教授補充道。

▲3D建模清楚地看到了癌細胞（箭頭）入侵的跡象（圖片來源：《自然》）

這個通道是一種被稱為導靜脈（emissary vein）的毛細血管，它們一端連接骨髓，另一端則能穿過血腦屏障，通往蛛網膜下腔。這種毛細血管的基底膜上表達有一種叫做粘連蛋白的分子，而白血病的癌細胞能利用這種分子，依靠自己身上表達的整合素，順著這些血管入侵中樞神經系統。

“這是一條完全出乎意料之外的入侵道路。”Sipkins教授說道。就這樣，過去的患者數據、解剖學結果、以及分子機制被完美地串聯到了一起，而理解癌細胞如何入侵中樞神經系統，有望為這種疾病帶來全新的治療方案。舉例來說，一款名為idelalisib的藥物有望針對癌細胞入侵的這一機制，有效進行治療。目前，它已得到了美國FDA的批準，治療其他類型的白血病。而這一發現，則讓我們看到了老藥新用的希望。

▲本研究的圖示（圖片來源：Alisa Weigandt for Duke Health）

參考資料：

[1] Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system

[2] Researchers solve mystery of how ALL enters the central nervous system

原標題：Nature：狡猾！癌細胞竟能用這種方法入侵中樞神經系統